Вода — важнейшая составная часть тела животных. В химически чистом виде воды в организме нет, она либо содержит растворенные кристаллоиды, либо связана с коллоидами. Входя в состав белковых коллоидов, вода принимает непосредственное участие в построении структур живых клеток и тканей. Устойчивость коллоидных систем обеспечивается высоким поверхностным натяжением воды.
Вода, будучи химически инертной вследствие слабой диссоциации, благодаря действию ферментов включается в многочисленные биохимические реакции (гидролиз и гидратация, окислительно-восстановительные процессы, синтез органических веществ, процессы клеточного дыхания). Все явления полимеризации или деполимеризации в организме сопровождаются связыванием или освобождением воды.
Вода имеет высокую диэлектрическую постоянную, что делает ее хорошим ионизирующим растворителем. Обмен воды тесно связан с обменом электролитов, поскольку дистиллированная вода токсична для клеток, а электролиты могут выполнять свою роль в поддержании ионного и осмотического равновесия только будучи растворенными.
Составляя основную часть жидких тканей организма — крови и лимфы, вода выполняет транспортную функцию. С водой переносятся от одних органов к другим питательные вещества, метаболиты, ферменты и гормоны; с помощью воды удаляются из тканей и выводятся из организма конечные продукты обмена.
Благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности вода участвует в процессах теплорегуляции (препятствует перегреву организма при мышечной работе), обеспечивая гомеотермию. Эта функция осуществляется путем равномерного распределения тепла по организму, а также путем выделения его излишков испарением.
Вся вода, содержащаяся в организме, делится на две основные фракции: внутриклеточную и внеклеточную. Последняя представлена водой плазмы крови, интерстициальной жидкости и лимфы. В организме взрослого животного внутриклеточная вода составляет около 70%, а внеклеточная — 30% от общего количества воды.
Измерение объема различных жидкостных отделов основано на принципе равномерной диффузии известного количества того или иного вещества в соответствующем отделе за определенный промежуток времени.
В таблице показано распределение фракций воды в теле животного с указанием метода их определения.
Распределение воды в теле животного
| Фракции воды | В % к массе тела | В % к общей воде | Метод определения |
| Общая | 65 | 100 | «Пространство» дейтерия (1) |
| Внеклеточная | 20 | 30 | «Пространство» инулина (2) |
| Внутриклеточная | 45 | 70 | Разность между п. 1 и 2 |
| Вода плазмы | 5 | 7,5 | «Пространство» краски 1824 (3) |
| Интерстициальная | 15 | 22,5 | Разность между п. 2 и 3 |
Соотношение указанных жидкостных отделов изображено на рисунке. Границы между ними подвижны и находятся в состоянии динамического равновесия. Движение воды в отделах обусловлено механической, осмотической и химической силами.
Схема жидкостных разделов организма (в % от массы тела)
Клеточная мембрана отделяет внутриклеточную жидкость от интерстициальной. Последняя, в свою очередь, отделена от плазмы крови и лимфы стенкой капилляров, которая выполняет роль диализирующей мембраны, проницаемой для электролитов и кристаллоидов, но непроницаемой для суспендированных белков и форменных элементов крови, исключая лейкоциты.
Проникновение воды в клетки и обратно происходит через поры клеточных мембран диаметром 3—4 ангстрема. По-видимому, основную роль в движении воды играют осмотические явления, хотя возможно и физико-химическое взаимодействие дипольных молекул воды с полярными веществами, образующими стенку норы.
С физико-химической точки зрения вода организма также неоднородна. Основная часть воды внутриклеточной и внеклеточной жидкостей, которая служит растворителем неорганических или органических соединений, называется свободной водой. Вода, связанная в коллоидных системах с белками или находящаяся в клетках в виде гидратированных ионов, а также вода, заключенная между молекулами волокнистых структур, носит название связанной воды.
В зависимости от типа связи вода может быть слабосвязанной или прочносвязанной. Прочносвязанная вода не способна быть растворителем и замерзает при температурах значительно ниже 0°С.